Способ утилизации сплавины, извлеченной при очистке водоемов и улучшения плодородных свойств почв сельскохозяйственного назначения

Способ утилизации сплавины, извлеченной при очистке водоемов и улучшения плодородных свойств почв сельскохозяйственного назначения

Реферат

Изобретение относится к мелиорации и сельскому хозяйству, в части земледелия, а именно к способам утилизации растительных остатков, извлеченных при очистке водоемов, и их использования для улучшения плодородных свойств почв сельскохозяйственного назначения. Способ включает внесение в почву сплавины и спорово-мицелиальной биомассы микроскопического гриба Trichoderma sp. №14. Техническим результатом изобретения является утилизация сплавины, повышение ферментативной активности почвы, а также увеличение содержания гумуса, улучшение водно-физических свойств почвы, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур.

Уровень техники

Водоемы, особенно их мелководная часть, зарастают рогозом, камышом, сабельником, осоками и другими растениями. Это может привести к значительному уменьшению зеркала воды, заболачиванию и полной ликвидации водоема. Очистка водоема приводит к образованию большого количества отходов, в том числе растительности сплавины, которую необходимо утилизировать.

Утилизация отходов растительного сырья и послеуборочных растительных остатков, как правило, происходит при компостировании в специальных условиях - отдельных емкостях, буртах, бороздах и т.д. Для ускорения процесса используют микроскопические грибы и дождевые черви.

Известен способ биоконверсии торфа и подстилочного навоза КРС, который предполагает последовательное внесение в субстрат микофильного целлюлозолитического гриба Trichoderma viride, выращенного на разваренном зерне пшеницы, и дождевых червей «Красный калифорнийский гибрид». Компостирование проводят в условиях стеллажной культуры в течение 3-4 недель (патент РФ 2408563). Недостатком этого способа является необходимость проведения процесса в специальном помещении и использование в нем наряду с Trichoderma viride дождевых червей.

Известен способ утилизации и рационального использования лигнинсодержащего растительного сырья, который осуществляется путем его измельчения, обработки ультразвуком, с последующим внесением гриба Panus tigrinus ВКМ F-3616 D и компостированием при температуре 24-26°С. Недостатками этого способа являются необходимость предварительной обработки ультразвуком и поддержание в ходе биоконверсии высокой температуры (патент РФ 2255979).

Способ, наиболее близкий к заявляемому по технологии утилизации растительных остатков непосредственно в почве, предполагает размещение подсушенных до воздушно-сухого состояния послеуборочных растительных остатков в предварительно нарезанные борозды, их укрытие валками и полив (патент РФ 2400961). Недостатком этого способа является многоступенчатость технологии, а также ее направленность на ускорение процессов минерализации, а не гумификации, что менее эффективно для повышения почвенного плодородия.

Раскрытие

Техническим результатом при реализации заявляемого способа является утилизация сплавины при одновременном повышении плодородия почв сельскохозяйственного назначения. Этот технический результат достигается путем механического измельчения материала сплавины до размера 5-10 см, распределения его по поверхности почвы, внесения суспензии спор Trichoderma sp. №14 в виде водного раствора в количестве 10 л/м², с последующей основной обработкой почвы.

Штамм Trichoderma sp. №14 был выделен из сплавины и депонирован в коллекции микроорганизмов Института биологии УНЦ РАН под регистрационным номером ИБ Г-51. Штамм Trichoderma sp. №14 обладает комплексом целлюлозолитических ферментов, не проявляет фитотоксических свойств. Для получения биомассы штамм выращивают поверхностно на жидкой среде Чапека с 2% сахарозы в течение 10-14 суток при 28°C. Биомассу отфильтровывают через бумажный фильтр и используют для приготовления водного раствора с конечной концентрацией 106 КОЕ/мл (колониеобразующих единиц/мл).

Пример

Полевые опыты по изучению эффективности заявляемого способа утилизации сплавины были проведены в 2009-2011 гг. на черноземе типичном слабоэродированном по следующей схеме:

1. Контроль - без внесения удобрений

2. Сплавина

3. Сплавина и Trichoderma sp. №14

4. Навоз

Сплавину и навоз вносили из расчета 25 т/га.

Исследования показали, что добавление к сплавине микроскопических грибов Trichoderma sp. №14 привело к повышению активности ферментов класса оксидоредуктаз (дегидрогеназа) и гидролаз (протеаза) на 7-20% соответственно, что способствовало гумификации органического вещества сплавины и увеличению содержания гуминовых кислот на 32%.

Применение заявляемого способа способствовало увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (см. таблицу).

Урожайность сельскохозяйственных культур в полевом опыте при утилизации сплавины заявляемым способом (ц/га)
Вариант	2009 г. Картофель	2010 г. Яровая пшеница	2011 г. Многолетние травы
Контроль (без удобрений)	27,3±0,4	7,9±0,5	58,3±0,5
Сплавина	36,5±0,6	9,0±0,3	75,8±0,7
Сплавина+Trichoderma sp. №14	67,8±0,5	9,1±0,2	85,4±0,6
Навоз	92,4±0,8	11,8±0,5	126,1±0,7

Источники информации

1. Патент РФ 2408563, кл. C05F 11/08, публ. 10.01.2011. Способ получения биогумуса.

2. Патент РФ 2255979, кл. C12S 3/04, A23K 1/12, C12N 1/14, B01J 19/10, C12N 1/14, C12R 1:645, публ. 10.07.2005. Способ биоконверсии лигнина отходов растительного сырья.

3. Патент РФ 2400961, кл. A01C 21/00, A01B 79/02, публ. 10.10.2010. Способ рационального использования послеуборочных растительных остатков.

Способ утилизации сплавины, извлеченной при очистке водоемов путем внесения в почву с добавлением жидкой суспензии спор целлюлозолитического гриба Trichoderma sp. №14, для ускорения ее гумификации, предусматривающий механическое измельчение материала сплавины до размера 5-10 см, распределение его по поверхности почвы, внесение жидкой суспензии спор целлюлозолитического гриба Trichoderma sp. №14 в виде водного раствора в количестве 10 л/м² с последующей основной обработкой почвы.